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第 7 章数据分析

队列突变全景:oncoplot

拿到 MAF 后,第一件事是看整个队列:有哪些类型的突变,每个样本有多少,哪些基因最常被击中。oncoplot 把这些信息压进一张图。本章用 TCGA-LAML 中 193 位有突变记录的患者,读一张真实的 oncoplot。

先做队列概览

maftools 的 plotmafSummary 给出六个面板:变异分类、变异类型(SNP、INS、DEL)、六类碱基替换、每个样本的变异数、负荷箱线图和高频基因。这是正式分析之前的合理性检查。

TCGA-LAML 是典型的低突变负荷肿瘤,每个样本的非同义突变中位数约为 9 个。如果你自己的数据每个样本有上千个变异,多半残留了胚系变异或假阳性;如果只有少数样本远高于其他样本,则可能是真实的超突变(例如 POLE 突变或错配修复缺陷)。判为假阳性之前,先看看它们的突变谱(第 9 章)。

读一张 oncoplot

oncoplot 的每一行是一个基因,每一列是一位患者。有色格子表示这位患者在这个基因上有非同义突变,颜色代表变异分类;同一基因有不止一个突变时标为 Multi_Hit。顶部柱条是每位患者的变异数,右侧是该基因的突变患者比例。

基因按突变频率从高到低排列。患者的排列则是为了好看:先按第一个基因是否突变分组,再按第二个基因……于是突变格子堆成阶梯。两个基因很少落在同一列,看起来像互斥;总在同一列,看起来像共现。

在 LAML 上动手:频率、共现与互斥

TCGA-LAML 的 oncoplot真实数据
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拖动滑块可以改变显示的基因数。LAML 中排在最前的是 FLT3、DNMT3A 和 NPM1,FLT3 与 DNMT3A 各约占四分之一的患者,之后是 IDH1/2、TET2、RUNX1、TP53、NRAS、CEBPA 等,与 AML 已知的生物学一致。

右侧百分比的分母是 193 位有 MAF 记录的患者。临床表中还有 7 位已测序、但没有任何突变记录的患者,把他们算进分母,每个基因的频率都会略低一些。报告频率时,要写清分母是谁。

肉眼看到的阶梯只是线索。点击一个基因名,组件会把它和其余每个基因做 Fisher 精确检验,在显示的基因之间做 BH 校正,给出 q 值,用来判断互斥与共现。AML 中 NPM1 常与 FLT3、DNMT3A 同时突变;IDH1/IDH2 与 TET2 互斥是文献中的经典观察,可以试试在这 193 例中能否达到统计显著。

常见误区

  • 把 oncoplot 上的频率直接和别的研究比较。 不同研究的分母(是否包含无突变样本)、非同义的口径和覆盖情况都可能不同。
  • 把阶梯图案当作互斥的证据。 阶梯是排序造成的视觉效果,结论要靠检验和 FDR。
  • 忽视覆盖不足造成的假阴性。 覆盖差的基因在 oncoplot 上会显得比实际少见,例如 GC 含量极高的 CEBPA 在捕获测序中常常覆盖不佳。